CLEVER （「都市交通のための小型低排出ガス車両」の略）は、バース大学、BMW、および欧州各地の多くのパートナーとのコラボレーションで開発された傾斜式三輪自動車の一種です。CLEVERは、従来の個人用都市交通手段の代替として設計されています。ナローボディにより、オートバイのような操縦性と渋滞回避能力を備えながら、自動車と同等の耐候性および耐衝撃性を提供します。軽量で前面面積が小さいため、炭素排出量も削減されます。トレッド幅が狭いため、CLEVERは安定性を維持するためにコーナリング時に傾斜する必要があります。そのため、油圧アクチュエータを使用してキャビンを傾斜しないリアエンジンモジュールにリンクするダイレクトティルトコントロール（DTC）システムが装備されています。
CLEVERの幅はわずか1メートル（3フィート3インチ）で、最高速度は約60mph（97km/h）です。[1]圧縮天然ガスを燃料とし、 1ガロンあたり108mpg ‑imp（2.6L/100km、90mpg ‑US ）の燃費効率を達成すると予想されています。[1] 5台のプロトタイプ車両のうち最初の車両の製作は、2006年4月21日（金）に完了しました。製作後まもなく、プロトタイプ車両の軌道試験により、特定の過渡的状況では、DTCシステムでは車両の安定性を保証できないことが明らかになりました。2012年12月現在[update]、CLEVER車両の代替傾斜制御戦略の研究がバース大学で継続中です。[2]
車両構成
CLEVERは、2人乗りタンデムレイアウト、シングルフロントホイール、傾斜式キャビン、そして2輪のリアエンジンモジュールを特徴としています。車両総重量は約332kg（ドライバーと車体を除く）で、ドライバー体重75kgの場合、静的重量配分はフロント39%、リア61%となります。リアモジュールは傾斜せず、積載重量の約40%を占めるため、コーナリング時に車両のバランスを保つために傾斜させることができるのは60%のみです。CLEVERのホイールベースは2.4mで、多くの一般的なシティカーと同程度の長さですが、オーバーハングがないため全長は3m未満です。トレッド幅はわずか0.84mで、車両全幅は1.00mです。
Clever 車両は圧縮天然ガスを燃焼する低排出ガスエンジンの使用を意図していたが、バース大学の研究プロトタイプはBMW C1スクーターから取り出した 13 kW 176 cc 単気筒エンジンを使用している。オリジナルの CVT ギアボックスは保持されている (ただし、傾斜油圧用のポンプを駆動するための動力取り出し装置を提供するように改造されている)。ベルトドライブが 2 つの後輪への動力伝達に使用されている。後部サスペンションは、独立したトレーリング アーム、調整可能なÖhlinsスプリング/ダンパー ユニット、およびアンチロール バーによって構成されている。前輪は、単一の Öhlins スプリング/ダンパー ユニットを備えた 4 バー リンケージによって吊り下げられており、ハブセントリック ステアリング システムを使用している。単一のトラック ロッドがウォーム ギア ステアリング ボックスの出力アームから前輪への操舵入力を伝達し、ドライバーの操舵入力は、BMW 車から取り出した改造されたホイールとコラムを介してステアリング ボックスに伝達される。
傾斜システム
CLEVERは、最大傾斜角±45°の電子制御油圧駆動式ダイレクト・ティルト・コントロール（DTC）システムを採用しています[6]。一対の単動油圧アクチュエータが、キャビンとリアモジュールを連結するティルトベアリングを中心に傾斜モーメントを生成します。傾斜コントローラは、ドライバーのステアリング入力と車速を使用して横方向の加速度を推定し、適切な傾斜角を決定します。DTCシステムは低速時には優れた安定性を提供しますが、高速での激しい操縦時には、システムのトルク出力が傾斜しないリアモジュールで反応できる範囲を超えてしまいます。その結果、内側の後輪が浮き上がり、車両が横転する可能性があります。
過渡状態におけるロール安定性を改善するため、2012年にCLEVERプロトタイプ車両にアクティブステアリングシステムが搭載され、ステアリングダイレクトティルトコントロール（SDTC）戦略の組み合わせが可能になりました。アクティブステアリングシステムの出力は車両の傾斜角誤差（実際の傾斜角と理想の傾斜角の差）の関数であるため、傾斜角誤差がほとんどまたは全くない定常状態では、前輪の操舵角はドライバーの操舵要求と一致します。しかし、旋回時などの過渡的な状況では傾斜角誤差が存在し、アクティブステアリングシステムはドライバーの操舵入力を減らすか、または排除するように動作します。極端な状況では、カウンターステア動作も開始され、前輪がドライバーの意図とは反対の方向に瞬間的に操舵されます。キャビンが目的の傾斜角に近づくと、傾斜角誤差の大きさが減少し、前輪の操舵角はドライバーが要求した値になります。
アクティブステアリングシステムは、ドライバーのステアリング入力の強度を軽減、またはカウンターステアを開始することで、横方向の加速の開始を遅らせ、DTCアクチュエータが車室をコーナーに傾けるために必要なモーメントを減らします。 この傾斜モーメントの減少は、車両の安定性とエネルギー消費の両方にメリットをもたらします。 シミュレーション結果では、後車軸全体の荷重移動が大幅に減少していることが示されています。[3] 2014年に発表された実験結果では、10m/sで行われた激しいランプステア操作中に後車軸全体の荷重移動が40%減少し、複合SDTC戦略が高速でより効果的になることが示されています。[4]同じ記事では、SDTC搭載車のドライバーは厳しい過渡操作中に追加のアンダーステア感覚を受けるものの、これが車両の軌道を制御する能力を妨げることはないと指摘されています。
安全性
実施された衝突テストでは、USNCAP 3つ星安全評価（時速56km）を獲得しました。
運転手の頭部と胸部へのストレスは非常に良好で、運転手の背もたれのエネルギー吸収フォームのおかげで、乗客への頭部へのストレスも許容範囲内でした。
運転席足元への侵入は非常に少なく、運転者の四肢に危険を及ぼすことはありませんでした。車両セルは予測領域で変形しましたが、衝突後、運転席ドアは問題なく開けられました。前輪スイングアームは、時間と費用を節約するために鋳造構造ではなく溶接アルミニウム構造を採用したため、潰れて緩みました。この問題は標準的なソリューションでは発生しません。[5]
参照
注記
- ^ ab 「革命的な幅1メートルの車両のプロトタイプが開発される」バース大学、2006年4月25日。 2021年2月16日閲覧。
- ^ “Centre for Power Transmission and Motion Control, University of Bath”. bath.ac.uk . 2012年3月1日. 2013年5月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年4月10日閲覧。
- ^ Berote, JJH, 2010. 傾斜する三輪車のダイナミクスと制御. 博士論文. バース大学、バース、イギリス.
- ^ ロバートソン、ジェームズ・W、ジョス・ダーリング、アンドリュー・R・プラマー。「ステアリングとダイレクトチルト制御の併用による、狭角傾斜時の車両安定性向上」機械学会紀要、パートD：自動車工学ジャーナル（2014年）：0954407014522445。
- ^ Aziz, Nick (2006年4月23日). 「BMW 'CLEVER' concept」. LeftLaneNews . 2016年11月16日閲覧。
外部リンク
- 衝突試験分析（写真付き）
